扫雷课程设计报告.docx

扫雷课程设计报告.docx

《扫雷课程设计报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《扫雷课程设计报告.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

扫雷课程设计报告

扫雷课程设计报告

HarbinInstituteofTechnology

课程设计报告

课程名称：

数据结构与算法课程设计

设计题目：

扫雷

院系：

计算机科学与技术学院

班级：

10503104

设计者：

陆亮

学号：

1050310404

指导教师：

刘晓燕

设计时间：

2007-8-27到2007-9-8

哈尔滨工业大学

哈尔滨工业大学课程设计任务书

姓名：

陆亮院（系）：

计算机科学与技术学院

专业：

计算机科学与技术班号：

1050310404

任务起至日期：

2007年8月27日至2007年9月9日

课程设计题目：

扫雷游戏

课程设计要求：

①能够给出游戏结果（输、赢、剩余的雷数、用掉的时间按妙计）。

②游戏界面最好图形化，否则一定要清楚的字符界面。

设计任务总述：

本题目做一个NxM的扫雷游戏，每个方格包含两种状态：

关闭（closed）和打开（opened），初始化时每个方格都是关闭的，一个打开的方格也会包含两种状态：

一个数字（clue）和一个雷（bomb）。

你可以打开（open）一个方格，如果你打开的是一个bomb，那么就失败；否则就会打开一个数字，该数字是位于[0，8]的一个整数，该数字表示其所有邻居方格（neighboringsquares）所包含的雷数，应用该信息可以帮助你扫雷。

工作计划及安排：

8月27日-8月30日：

学习vc++6.0的MFC编程，以及扫雷所需设计的算法；

8月31日-9月5日：

实现扫雷的基本框架；

9月6日-9月9日：

优化功能；

指导教师签字___________________

年月日

数据结构与算法课程设计中期检查结果

学号：

1050310404

姓名：

陆亮

指导老师：

刘晓燕

课程设计题目：

扫雷

系统总任务描述：

本题目做一个NxM的扫雷游戏，每个方格包含两种状态：

关闭（closed）和打开（opened），初始化时每个方格都是关闭的，一个打开的方格也会包含两种状态：

一个数字（clue）和一个雷（bomb）。

你可以打开（open）一个方格，如果你打开的是一个bomb，那么就失败；否则就会打开一个数字，该数字是位于[0，8]的一个整数，该数字表示其所有邻居方格（neighboringsquares）所包含的雷数，应用该信息可以帮助你扫雷。

已完成工作描述：

1.所需的算法都已经设计完毕，包括展拓空白区域，判胜，获得周围雷数，以及随机布雷

2.翻阅了大量有关的书籍，初步学习了VC++6

下一步工作计划及安排：

1．星期一—星期二：

鼠标左右键的处理流程；

2．星期三：

计时器功能，计数功能；

3．星期四：

调试，完善；

4.星期五：

准备PPT答辩

填表时间：

2007-9-3

指导教师签字：

一、题目分析

（1）问题描述

本题目做一个NxM的扫雷游戏，每个方格包含两种状态：

关闭（closed）和打开（opened），初始化时每个方格都是关闭的，一个打开的方格也会包含两种状态：

一个数字（clue）和一个雷（bomb）。

你可以打开（open）一个方格，如果你打开的是一个bomb，那么就失败；否则就会打开一个数字，该数字是位于[0，8]的一个整数，该数字表示其所有邻居方格（neighboringsquares）所包含的雷数，应用该信息可以帮助你扫雷。

图4-20扫雷游戏的图例

具体实现要求的细节:

a.能够打开一个方格，一个已打开的方格不能再关闭。

b.能够标记一个方格，标记方格的含义是对该方格有雷的预测（并不表示真的一定有雷），当一个方格标记后该方格不能被打开，只能执行取消标记的操作，只能在取消后才能打开一个方格。

c.合理分配各个操作的按键，以及各方格各种状态如何合理显示。

（2）基本要求

a.能够给出游戏结果（输、赢、剩余的雷数、用掉的时间按妙计）。

b.游戏界面最好图形化。

（3）所需解决的问题

a.运行的结果必须采用可视化的界面，因此开发工具我选择了VC++6.0，用MFC工程解决此题目；

b.题目要求M*N的雷区，因此学要与用户对话，以获得区域大小和雷数目，可以使用MFC中的对话框来实现；

c.雷的位置应该是随机的，因此必须采用生成随机数的办法布雷，同时还应该注意避免用户第一次就点击到了雷，这是没有意义的；

d.方格会处于各种不同的状态，设计其结构并定义相应的状态宏是必要的；

e.因游戏的状态不同，消息机制是会对鼠标信息进行不同处理，因此要定义游戏状态宏，并时时记录游戏的状态；

f.点击到了某区域发现其周围没有雷，那么显而易见应该点开周围的区域，如果这样的操作由用户一一完成，将增加用户很多的操作负担，大大减少了游戏的趣味性，因此周围的空白区域应该自动打开，这就需要一个函数来递归的完成此任务；

g.为了获得所点击的方格周围雷数，要设计一个函数，其中要注意处理边界方格；

h.当鼠标左或右键点击后，都应该判断是否胜利，胜利条件应当选择准确；

i.左右键点击后，响应其消息的函数是相当复杂的，应当根据点击的位置，游戏的状态以及点击的方格状态，来进行不同的处理；

j.确定点击的是哪一个方格，可以用点击的位置坐标来计算；

k.设计一个计时器，显示游戏进行的时间；

l.设计一个计数器，显示剩余的雷数，考虑标记的雷数比实际的雷数多时的情况

二、总体设计

1.要实现点击后出现不同的图像，如空白或标记为雷或标记为有2两颗雷等，就需要利用MFC的重绘机制。

重绘的依据是方块的属性，重绘的时间是在以下三个动作结束之后：

左键点击，右键点击，以及重置游戏。

下面就分别介绍这三个动作要进行什么样的处理，为重绘做好准备。

（1）.左键点击

下面重点分析点击在雷区后的处理

m_poldmine=GetMine（point.x,point.y）//通过坐标获取方块位置

//如果游戏处于等待状态

if（GameState==GS_WAIT）

{

//启动计时器；

SetTimer（）;

//布雷；

LayMine（）;

//改变游戏状态为运行；

GameState=GS_RUN;

}

//如果游戏处于进行状态

if（GameState==GS_RUN）

{

//方块状态为正常时进行处理，对于已经点开的区域不再处理

If（方块属性为正常）

{

If（IsMine（））//所点击的方格是雷则要进行失败处理

Dead（）;

else//不是雷的处理

{

around=GetAroundnum（）;//获取其周围雷的数目

if（around==0）//如果周围没雷

ExpandMines（）;//展拓空白区域

else//如果周围有雷

DrawDownNum（）;//改变此方块属性

if（victory（））//判断是否胜利

胜利处理；

}

}

Invalidate（）;//发出重绘消息；

（2）.右键点击

voidCLuliangView:

:

OnRButtonDown（UINTnFlags,CPointpoint）

{

//游戏处于进行状态是响应右键的条件，右键只能在雷区起作用

if（GameState==GS_RUN&&point.y>80）

{

NewMine=GetMine（point.x,point.y）;//获得点击方块

switch（NewMine->uState）//根据方块的属性做不同标记

{

//正常状态的标记为雷，剩余雷数减1

caseSTATE_NORMAL:

NewMine->uState=STATE_FLAG;

m_LeftMineNum--;

break;

//被标记为雷的改为未知状态，剩余雷数加1

caseSTATE_FLAG:

NewMine->uState=STATE_DICEY;

m_LeftMineNum++;

break;

//被标记为未知状态的改为正常状态

caseSTATE_DICEY:

NewMine->uState=STATE_NORMAL;

break;

default:

break;//其他状态的方格，右键均不处理

}

if（Victory（））//判断是否胜利

{胜利处理}

Invalidate（）;//发出重绘消息；

}

（3）.重新设置游戏，即改变雷数和雷区大小

SetMineAreasizedlg;//建立对话框对象

sizedlg.DoModal（）;//弹出对话框

XMineNum=sizedlg.m_x_mine_num;//获得雷区宽

YMineNum=sizedlg.m_y_mine_num;//获得雷区高

MineNum=sizedlg.m_MineNum//获得雷的个数;

SizeWindow（）;//改变窗口大小

InitialGame（）;//初始化方格，计时器，计数器等

Invalidate（）;//发出重绘消息；

2.还有一个十分重要的函数就是绘制函数OnDraw（），每次重绘时都会自动调用此函数。

它绘制了雷区，计数器区，计时器区以及笑脸区。

下面是它所绘制的大体框架：

三、数据结构设计

雷区方格的数据结构

（1）为了唯一标识一个方格，设计两个UINT（无符号整数）变量来记录它的行和列；

（2）每一个方格有两种属性，雷与非雷，因此需要一个BOOL变量记录其属性；

（3）每个方格都有一个状态，比如未被点击过的状态，被标记为雷的状态，打开后周围有一颗雷的状态等等。

标志状态有两个作用：

a.其状态的不同决定了将其绘制为什么样的图形，比如某方格其状态为“未被点击过”，那么它会被绘制为

；某方格状态为“被标记为雷”，那么它被绘制为

；又如某方格状态为“打开后显示1”，被绘制为

。

b.其状态的不同决定了它被点击后受到不同的处理。

比如方格1的状态为“未被点击过”，方格2的状态为“打开后显示1”，当鼠标左键点击方格1的时候，它将会被打开判断是否是雷等操作，而当鼠标点击方格2的时候，它不会被做任何处理；

四、算法设计

（1）布雷函数：

利用srand（）,rand（）随机机制产生随机数，分别对列和行取模，便产生了雷的随机位置。

但是布雷前，先要判断此随机位置是否已经布上了雷。

（2）获得周围雷的数目

扫描其周围的所有相邻方格，记录雷数，扫描前要选择合理的起始点，以处理边框上的特殊位置。

处理方法是：

如果方块处在第0行，扫描起始行为0，否则不变；

如果方块处在第0列，扫描起始列为0，否则不变；

（3）展拓空白区域

展拓原因：

当玩家点击的方块周围无雷时，此方块会被重绘为空白，此时没有必要让玩家将其周围一一点开，应直接打开展拓条件：

周围雷数为零

函数voidExpandMines（UINTrow,UINTcol）

参数：

row,col所点击的方块位置

算法:

递归

递归结束条件：

某一个方块不需要拓展就是因为其周围的雷数不是零

（4）判断胜利

两个条件：

1.属性不为雷（ATTRIB_EMPTY）的方块当前状态在STATE_NUM1和STATE_EMPTY之间（1~9）

2.属性为雷（ATTRIB_MINE）的方块当前状态为STATE_MINE

五、物理实现及结果

1.主要数据结构的物理设计

（1）雷区方格的数据结构

方块的的结构体

typedefstruct

{

UINTuRow;//所在雷区二维数组的行

UINTuCol;//所在雷区二位数组的列

UINTuState;//当前状态

UINTuAttrib;//方块属性（雷或非雷）

}MINEWND;

当前状态宏：

#defineSTATE_NORMAL0//正常

#defineSTATE_NUM11//周围有1雷

#defineSTATE_NUM22

#defineSTATE_NUM33

#defineSTATE_NUM44

#defineSTATE_NUM55

#defineSTATE_NUM66

#defineSTATE_NUM77

#defineSTATE_NUM88

#defineSTATE_EMPTY9

#defineSTATE_FLAG10//被右键标记为雷

#defineSTATE_MINE11//当失败时把所有的雷标记出

#defineSTATE_ERROR12//被右键误标记为雷

#defineSTATE_ERRORCLICK13//被左键点击为雷

#defineSTATE_DICEY14//未知状态

（2）游戏状态

#defineGS_WAIT1//

#defineGS_RUN2//

#defineGS_FAIL3//

#defineGS_WIN4//

用GameState变量记录游戏的状态，初始化为GS_WAIT

2.核心算法的物理实现

（1）布雷函数：

当鼠标第一次点击雷区时布雷

voidCMineWnd:

:

LayMines（UINTrow,UINTcol）

{

srand（（unsigned）time（NULL））;//埋下随机种子

UINTi,j;

for（UINTindex=0;index

{

i=rand（）%m_uYNum;//取随即数

j=rand（）%m_uXNum;

//保证第一次点击的不是雷

if（i==row&&j==col）continue;

if（m_pMines[i][j].uAttrib!

=ATTRIB_MINE）

{

m_pMines[i][j].uAttrib=ATTRIB_MINE;//雷

index++;

}

}

}

（2）获得周围雷的数目

函数：

难点是四个顶点和四边上特殊的方块

UINTGetAroundNum（UINTrow,UINTcol）

{

//寻找合适的起始位置

UINTi,j;

UINTminRow=（row==0）?

0:

row-1;

UINTmaxRow=row+2;

UINTminCol=（col==0）?

0:

col-1;

UINTmaxCol=col+2;

//通过方块的属性（uAttrib）来判断是否是雷

UINTaround;

for（i=10;i<10;i++）

{

for（j=minCol;j

{

if（!

IsInMineArea（i,j））

continue;

if（m_pMines[i][j].uAttrib==ATTRIB_MINE）

around++;

}

}

returnaround;

}

（3）展拓空白区域

voidExpandMines（UINTrow,UINTcol）

{

判断起始点minRow,maxRow,minCol,maxCol；

around=GetAroundNum（row,col）；//获得雷的数目

if（around!

=0）//递归结束条件

其属性标记为相应数字；

else

for（其周围所有的方块）

ExpandMines（）；

}

（4）判断胜利

intVictory（）

{

for（UINTi=0;i

for（UINTj=0;j

{

if（m_pMines[i][j].uAttrib==ATTRIB_EMPTY）

{

if（m_pMines[i][j].uStateSTATE_EMPTY）

return0;

}

else

{

if（m_pMines[i][j].uState!

=STATE_FLAG）

return0;

}

}

return1;

}

3.实现结果

（1）游戏处于等待状态

（2）游戏处于进行状态

（3）游戏胜利（4）游戏失败

六、结果分析

程序完成了题目的所有要求，并且参照微软游戏加入了右键标记为未知状态的功能，但是有两点不足：

1.当改变雷区大小时，窗口不能自动跟随改变，必须手动将窗口拉大；

2.由于重绘面积很大，因此宽口的闪烁现象较为明显；

七、结论

1.对数据结构在应用程序中起到的强大支持作用有了深刻认识，体会到了数据结构思想的重要性。

2.通过本次课程设计，我初步了解了MFC的运行机制以及基本的框架，初步掌握了可视化窗口的编程方法，也对图形处理有了一定的了解，收获很大。

八、附录

无

九、参考文献

1.《VisualC++教程》（机械工业出版社，郑阿奇主编）

2.《VisualC++经典游戏程序设计》（人民邮电出版社，罗伟坚编著）

3.《VisualC++6.0教程》（电子工业出版社，刘文智等编著）

4.《VisualC++6.0编程宝典》（电子工业出版社，DavidSimon【美】,周瑜萍等编著）